旋翼無人機維修高級試題

一、選擇題（每題3分，共60分）1.對于多旋翼無人機，在不改變電機轉(zhuǎn)速的情況下，要提高螺旋槳產(chǎn)生的升力，可采取的措施是（）A.增加螺旋槳直徑B.減小螺旋槳螺距C.改變螺旋槳材質(zhì)D.增加電機電流答案：A2.無人機飛控中的磁力計主要用于（）A.測量飛行速度B.確定飛行方向（航向）C.感知加速度變化D.監(jiān)測高度變化答案：B3.在旋翼無人機維修中，當發(fā)現(xiàn)電調(diào)頻繁重啟，最不可能的原因是（）A.電機堵轉(zhuǎn)B.飛控信號干擾C.電調(diào)本身固件版本過低D.電池電壓過高答案：C4.以下關(guān)于無人機電池老化的說法，錯誤的是（）A.內(nèi)阻會逐漸減小B.容量會逐漸下降C.充放電性能會變差D.高溫環(huán)境下老化速度加快答案：A5.旋翼無人機的槳葉在高速旋轉(zhuǎn)時，其葉尖速度（）A.與槳葉半徑和轉(zhuǎn)速成正比B.只與轉(zhuǎn)速成正比C.只與槳葉半徑成正比D.與槳葉材料有關(guān)答案：A6.無人機飛控中的PID（比例-積分-微分）控制器，其中比例系數(shù)主要影響（）A.系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.超調(diào)量C.響應速度D.抗干擾能力答案：C7.當無人機在強磁場附近飛行時，最可能受到影響的傳感器是（）A.加速度計B.陀螺儀C.磁力計D.氣壓計答案：C8.對于旋翼無人機的復合材料機身，在維修時修復損傷的最佳方式是（）A.使用普通膠水粘貼B.采用特殊的復合材料修復劑和工藝C.更換整個機身部件D.用金屬修補材料答案：B9.無人機維修中，如果要精確測量電機的三相繞組電阻，應使用（）A.萬用表的電阻檔B.兆歐表C.電橋D.示波器答案：C10.以下哪種情況不會導致無人機GPS信號失鎖（）A.在高樓林立的城市峽谷飛行B.衛(wèi)星信號被遮擋物完全遮擋C.飛行高度過高超出GPS衛(wèi)星覆蓋范圍D.飛行速度過快答案：D11.旋翼無人機的電調(diào)和電機之間的連接線如果出現(xiàn)破損，可能會導致（）A.電機反轉(zhuǎn)B.電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定C.電調(diào)過熱D.以上都可能答案：D12.在無人機的飛控系統(tǒng)升級過程中，以下哪項操作是最危險的（）A.在未備份原固件的情況下直接更新B.使用未經(jīng)驗證的第三方固件C.在更新過程中斷電D.以上都是答案：D13.要提高旋翼無人機在風中的抗風能力，從機身結(jié)構(gòu)設(shè)計角度，可采?。ǎ〢.增加機身重量B.縮小機翼展弦比C.優(yōu)化重心分布并加固機身框架D.減少螺旋槳數(shù)量答案：C14.無人機維修時，發(fā)現(xiàn)圖像傳輸有馬賽克現(xiàn)象，可能的原因是（）A.圖傳天線損壞B.圖傳發(fā)射功率過高C.圖像傳感器故障D.圖傳編碼解碼出現(xiàn)問題答案：D15.對于旋翼無人機的鋰聚合物電池，在充電過程中如果出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，以下處理方式正確的是（）A.繼續(xù)充電觀察B.嘗試用針刺破鼓包處排出氣體C.立即停止使用并更換電池D.放在陽光下曬一段時間答案：C16.無人機飛控中的姿態(tài)解算主要基于（）傳感器的數(shù)據(jù)。A.加速度計和陀螺儀B.磁力計和氣壓計C.GPS和視覺傳感器D.溫度傳感器和濕度傳感器答案：A17.在旋翼無人機的電路設(shè)計中，為了減少電磁干擾，布線時應遵循（）原則。A.平行布線B.盡量縮短信號線長度C.將電源線和信號線絞合D.高頻信號線遠離敏感電路答案：D18.當無人機的遙控器出現(xiàn)失控現(xiàn)象，且懷疑是信號發(fā)射問題時，首先應檢查（）A.遙控器電池電量B.遙控器天線方向C.遙控器內(nèi)部電路D.飛行器的接收機答案：B19.旋翼無人機的螺旋槳在制造過程中，對其表面粗糙度的要求是（）A.越粗糙越好，增加摩擦力B.越光滑越好，減少空氣阻力C.在一定范圍內(nèi)，兼顧強度和氣動性能D.無特殊要求答案：C20.無人機維修中，如果要檢測飛控系統(tǒng)的傳感器是否存在偏差，可使用（）A.飛行模擬器軟件B.萬用表C.示波器D.校準工具或軟件自帶的校準功能答案：D二、判斷題（每題3分，共30分）1.只要無人機的飛控系統(tǒng)工作正常，就不會出現(xiàn)飛行姿態(tài)失控的情況。（×）2.在無人機維修中，不同規(guī)格但電壓相同的電調(diào)可以隨意互換。（×）3.無人機電池的充電電流越大，充電速度就越快，對電池壽命沒有影響。（×）4.旋翼無人機的槳葉數(shù)量越多，其機動性就一定越好。（×）5.飛控系統(tǒng)中的所有傳感器都必須定期進行完全校準，否則會影響飛行安全。（√）6.無人機機身采用鋁合金材料主要是為了減輕重量和提高散熱性能。（√）7.當無人機的電機出現(xiàn)過熱現(xiàn)象時，只要停止飛行等待冷卻就可以繼續(xù)使用，不需要進一步檢查。（×）8.在無人機的電路維修中，焊接點只要能導通就可以，外觀不重要。（×）9.無人機的圖傳距離只受發(fā)射功率和天線增益的影響，與其他因素無關(guān)。（×）10.對于旋翼無人機，在飛行過程中如果某個螺旋槳損壞，其他螺旋槳可以完全彌補其功能。（×）三、填空題（每題3分，共30分）1.旋翼無人機的______和______是影響其飛行性能的兩個關(guān)鍵空氣動力參數(shù)。答案：螺旋槳直徑、螺距2.無人機飛控系統(tǒng)中的______算法用于減少傳感器數(shù)據(jù)中的噪聲干擾。答案：濾波3.在電機維修中，測量電機的反電動勢（EMF）主要是為了判斷電機的______和______。答案：轉(zhuǎn)速、性能4.無人機電池的過充保護電壓和過放保護電壓是根據(jù)電池的______特性確定的。答案：化學5.對于多旋翼無人機，要保持飛行穩(wěn)定性，其各個電機的轉(zhuǎn)速差應該控制在______以內(nèi)。答案：較小范圍（具體數(shù)值根據(jù)不同機型而定，如5%-10%等）6.無人機飛控中的______傳感器組合可以實現(xiàn)類似飛機自動駕駛儀的功能。答案：加速度計、陀螺儀、磁力計7.在旋翼無人機的維修中，如果要修復受損的PCB板線路，常用的方法是______和______。答案：飛線、補線8.無人機的______效率越高，其在相同電量下的飛行距離就越遠。答案：能量轉(zhuǎn)換9.當無人機的飛行高度增加時，其空氣密度______，這會影響螺旋槳的升力和電機的負載。答案：減小10.無人機維修時，對電子元件進行焊接時，理想的焊接溫度范圍一般是______-______°C。答案：260-300四、簡答題（每題8分，共40分）1.詳細闡述旋翼無人機飛控系統(tǒng)的硬件組成部分及其主要功能。答案：-微控制器（MCU）：作為飛控的核心，負責運行飛行控制算法，處理傳感器數(shù)據(jù)并輸出控制指令給電機電調(diào)等。-傳感器模塊：包括加速度計測量加速度、陀螺儀測量角速度、磁力計測量航向、氣壓計測量高度等，為飛控提供無人機的姿態(tài)和位置信息。-電源管理模塊：負責管理飛控系統(tǒng)的供電，包括電壓轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓等功能，確保各個模塊正常工作。-通信模塊：如接收機接口用于接收遙控器信號，還有可能包括與其他設(shè)備（如圖傳設(shè)備、地面站）通信的接口。-電機驅(qū)動接口：將飛控的控制指令轉(zhuǎn)換為適合電機電調(diào)的信號，控制電機的轉(zhuǎn)速。2.說明無人機電池在低溫環(huán)境下性能下降的具體表現(xiàn)及原因。答案：-具體表現(xiàn)：續(xù)航里程大幅縮短、電池放電電流減小導致電機動力不足、充電速度變慢甚至可能無法充電、電池內(nèi)阻增大。-原因：低溫下電池內(nèi)部的化學反應速率減慢，鋰離子的遷移速度降低，導致電池的活性物質(zhì)無法充分參與電化學反應，從而影響了電池的性能。3.在旋翼無人機維修中，如何對電機進行全面的性能測試？答案：-外觀檢查：查看電機外殼是否有損壞、裂縫等。-電阻測量：使用合適的工具測量電機繞組的電阻值，判斷是否在正常范圍內(nèi)，檢查是否存在短路或開路情況。-空載測試：將電機連接到電調(diào)和電源，在無負載情況下，逐漸增加電壓，觀察電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動是否平穩(wěn)、是否有異常噪音等。-負載測試：模擬實際飛行中的負載情況，如在電機軸上添加一定重量或連接螺旋槳，再次測試電機的轉(zhuǎn)速、扭矩輸出、發(fā)熱情況等。-反電動勢（EMF）測試：在電機轉(zhuǎn)動過程中，測量電機兩端的反電動勢，根據(jù)公式計算電機的性能參數(shù)。4.解釋無人機飛控中的PID控制原理及其在飛行穩(wěn)定中的作用。答案：-PID控制原理：PID控制器由比例（P）、積分（I）、微分（D）三個環(huán)節(jié)組成。比例環(huán)節(jié)根據(jù)當前誤差值與比例系數(shù)相乘得到控制量；積分環(huán)節(jié)對誤差進行積分，主要用于消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分環(huán)節(jié)根據(jù)誤差的變化率進行控制，對系統(tǒng)的動態(tài)響應有改善作用。-在飛行穩(wěn)定中的作用：通過不斷調(diào)整各個電機轉(zhuǎn)速，根據(jù)飛行姿態(tài)與目標姿態(tài)的誤差（如傾斜角、偏航角等），PID控制器計算出合適的控制量，使無人機能夠快速、穩(wěn)定地恢復到預期的飛行姿態(tài)，抑制外界干擾（如風擾）對飛行的影響，提高飛行的穩(wěn)定性和精準性。5.當無人機的圖傳畫面出現(xiàn)花屏現(xiàn)象時，從硬件和軟件兩個方面分析可能的原因并提出相應的解決方法。答案：-硬件方面：-圖傳天線損壞或連接不良：更換天線或重新連接確保良好接觸。-圖傳發(fā)射模塊故障：檢查發(fā)射模塊的電路元件是否有損壞，如有必要進行更換。-信號線損壞：檢查信號線是否有斷路、短路情況，修復或更換信號線。-軟件方面：-圖傳編碼設(shè)置錯誤：重新檢查并調(diào)整圖傳編碼參數(shù)，使其與接收端匹配。-飛行器端圖傳軟件故障：嘗試重啟飛行器或更新圖傳軟件版本。-接收端設(shè)備故障：檢查接收設(shè)備（如手機、平板等）的圖傳接收軟件是否正常，是否有軟件沖突等問題，進行相應的修復或更新。五、開放題（每題15分，共30分）1.設(shè)計一套針對旋翼無人機復雜環(huán)境飛行（如山區(qū)、森林等）的維修保障方案，包括預防性維護措施和故障應急處理措施。答案：-預防性維護措施：-定期對無人機進行全面檢查，重點檢查機身結(jié)構(gòu)的完整性，因為在山區(qū)飛行可能遭受樹枝碰撞等情況。-對螺旋槳進行更頻繁的檢查，確保其在復雜氣流環(huán)境下能正常工作，可增加動平衡測試次數(shù)。-提前對飛控系統(tǒng)進行校準，特別是磁力計等受磁場影響較大的傳感器，在山區(qū)可能存在磁場干擾源。-檢查電池的性能，確保在高負荷、復雜環(huán)境下有足夠的續(xù)航能力，可進行模擬山區(qū)飛行的電量消耗測試。-對圖傳系統(tǒng)進行優(yōu)化，提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力，如調(diào)整發(fā)射頻率或采用更高級的編碼方式。-故障應急處理措施：-若無人機失聯(lián)，在山區(qū)首先確定最后已知位置，然后根據(jù)地形和風向等因素進行搜索。同時檢查遙控器、圖傳設(shè)備和飛控系統(tǒng)的信號連接情況。-如果是電機故障導致飛行異常，在確保安全的情況下嘗試遠程控制降落或緊急返航。如果無法控制，根據(jù)無人機的飛行姿態(tài)和周圍環(huán)境，預估可能的墜落地點并進行救援準備。-當飛控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，若有備份飛控或冗余系統(tǒng)，及時切換到備份系統(tǒng)；若沒有，嘗試通過遙控器的應急通道進行簡單的飛行控制調(diào)整，如調(diào)整姿態(tài)保持懸?；蚓徛德?。-圖傳故障時，優(yōu)先保證飛行安全，將無人機飛回安全區(qū)域后再進行圖傳設(shè)備的檢查和修復。2.隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，新的材料、電子元件和軟件算法不斷涌現(xiàn)。請討論這些新技術(shù)對旋翼無人機維修帶來的機遇和挑戰(zhàn)，并提出應對策略。答案：-機遇：-新材料（如更輕、更強、更耐用的復合材料）使無人機結(jié)構(gòu)更可靠，維修時可能只需局部更換部件而不是整個機身，降低維修成本。-新的電子元件（如高性能、低功耗的芯片）提高了無人機的性能，同時也可能提高故障診斷的準確性，因為新元件往往有更好的可測試性。-新的軟件算法（如更智能的飛行控制算法、故障預測算法）可以提前發(fā)現(xiàn)潛在故障，便于預防性維修。